Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Dec 2008)
Degradación de materiales cerámicos en atmósferas de combustión. Dos casos prácticos: quemadores y turbinas de gas
Abstract
The use of ceramic materials in energy applications with the aim of power saving through the use of high working temperatures is widely extended due to their better behaviour in those working conditions compared to than metallic materials. However, the combustion environments developed in specific applications can lead to the degradation of such materials. In this work, two ceramic materials employed in these applications are studied; a cordierite material, used as gas radiant burner for its possible application in domestic combustion boilers, and an Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> stabilized ZrO<sub>2</sub> coating, used as thermal barrier coating on metallic components of a gas turbine for power generation. The microstructure and phase evolution in both materials after ageing under working conditions allows identifying the main degradation mechanism responsible of the degradation.<br><br>El buen comportamiento de los materiales cerámicos en ambientes corrosivos y a altas temperaturas los sitúa, preferentemente, en todos aquellos procesos industriales que buscan el ahorro energético, en particular los procesos de combustión de gases o de derivados del petróleo. Sin embargo, las atmósferas de combustión que se producen en ciertas aplicaciones producen la degradación de estos materiales. En este trabajo se estudian dos ejemplos de materiales cerámicos empleados en este tipo de aplicaciones; un material de cordierita, empleado como quemador de gas radiante para su posible aplicación en calderas de combustión domésticas y un recubrimiento de ZrO<sub>2</sub> estabilizado con Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, empleado como barrera térmica en componentes de una turbina de gas para la producción de energía eléctrica. El estudio de la microestructura, la composición química y de fases cristalinas de ambos materiales después de su degradación en uso permite determinar cuales son los mecanismos que han tenido lugar y qué elementos de la atmósfera de trabajo han sido los causantes de dicha degradación.
